透過型電子顕微鏡によるナノ構造体の界面端き裂発生のその場観察試験法の開発

摘要

本研究では，TEM内でのその場観察と微小荷重の測定が可能なナノ構造体の界面端からのはく離試験法を開発し，Si／Cu構造体の界面端からのはく離試験を待った．結果を以下に要約する．（1）多層ナノ構造体（Si／Cu／SiN）からなるカンチレバー状試験片を作製した．本試験片は，TEMによる側面からの観察が可能であり，カンチレバー先端のSiN層に庄子で負荷することにより，界面端部に引張応力を負荷することができる．（2）精密な試料移動が可能なステージ，微小なダイヤモンド負荷チップ，微小荷重の測定が可能な荷重センサーを具備した微小負荷装置をTEM中に組み込hだその場観察試験システムを開発した．（3）はく離き裂発生時を明確に特定することができた．き裂は，Si／Cu界面端部より発生し，界面に沿って瞬時に伝ばする．き裂発生時までに，部分的なき裂発生は見られない．（4）き裂発生荷重昂を測定することができた．鋸ま，試験片寸法に依存し，寸法が大きい試験片の方が基も高くなる．（5）すべての試験片のき裂発生時における界面上の垂直応力は，界面端近傍の10nm程度の領域で良い一致を示す．臨界応力は，（σ_(θθc)≒1100MPaである．